Методологические основы повышения качества эксплуатации судовых энергетических установок на базе функционально-уровневого анализа их эргатического элемента тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Гомзяков Михаил Владимирович

• Гомзяков Михаил Владимирович
• доктор наук
• 2026

Оглавление диссертации доктор наук Гомзяков Михаил Владимирович

Введение

Глава 1. Современные подходы к повышению надежности технической эксплуатации морских судов

1.1. Состояние торгового мореплавания в России

1.2. Надежностно-амортизационный подход

1.3. Экспертный подход

1.4. Цифровизационный подход

1.5. Нормативно-правовой подход

1.6. Когнитивный подход

1.7. Эргатический подход

Выводы по главе

Глава 2. Теоретические основы анализа аварийности на море

2.1. Условия и этапы возникновения и развития аварийных ситуаций

2.2. Статистика морских транспортных происшествий

2.3. Обзор факторов, формирующих предпосылки технической аварии

2.4. Анализ причин поломок судового оборудования

Выводы по главе

Глава 3. Методические основы функционально-уровневой оценки эргатического элемента в составе судовой энергетической установки

3.1. Роль и место эргатического элемента в морских технических системах

3.2. Определение весовых коэффициентов частных критериев

3.3. Прогнозирование качества функционирования эргатического элемента

Выводы по главе

Глава 4. Определение качества эргатического элемента

4.1. Способы оценки надежности эргатического элемента

4.2. Классификация ошибок оператора судовой энергетической установки

4.3. Количественная оценка деятельности эргатического элемента

4.4. Факторы, формирующие деятельность специалиста

Выводы по главе

Глава 5. Инструментальные средства управления эргатическими рисками

5.1. Обзор современных систем учета и регистрации отказов судовых технических средств

5.2. Алгоритмы риск-менеджмента в торговом мореплавании

5.3. Программный комплекс НАДЗОР

Выводы по главе

Заключение

Список литературы

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методологические основы повышения качества эксплуатации судовых энергетических установок на базе функционально-уровневого анализа их эргатического элемента»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Безопасность мореплавания имеет большое экономическое значение для народно-хозяйственного комплекса страны и репутационное значение для Российской Федерации как страны-участницы международного морского судоходства. Стратегией развития морской деятельности Российской Федерации до 2030 года предусмотрено «достижение стратегических целей морской деятельности государства», которое обеспечивается федеральными органами исполнительной власти Российской Федерации [220]. В документе с учетом современного состояния морской деятельности, основных мировых тенденций ее развития выявлены и определены основные проблемы морской отрасли и перспективные пути их решения. Повышение надежности и эффективности отечественного морского флота способствует укреплению его конкурентоспособности в международном судоходстве. К стратегическим задачам следует отнести транспортную безопасность страны в виде грузовых и пассажирских перевозок морским транспортом, а также продовольственную безопасность, реализуемую рыболовными судами при добыче морских биоресурсов.

Надежность судовых технических средств (СТС) и качественная их эксплуатация относятся к необходимым условиям для обеспечения эффективной работы морского судна. Бесперебойная и безаварийная работа судовой энергетической установки (СЭУ) является одним из важнейших условий безопасности мореплавания (БМ). Экономические показатели эксплуатации морского судна тесно связаны с функционированием СЭУ и основных ее элементов, затратами на такие мероприятия, как диагностика, ремонт, техническое обслуживание. Стремление к максимальному извлечению прибыли в условиях жесткой конкуренции на рынке морских грузовых и пассажирских перевозок обусловило тенденцию эксплуатации СЭУ на режимах, близких к предельным характеристикам механизмов, что создает предпосылки для технических отказов и поломок главных двигателей (ГД) и судовых вспомогательных механизмов (СВМ). С целью снижения риска гибели людей и судна Международной морской организацией (ИМО) посредством принятия в 1993 году резолюции А.741 (18) в следующем, 1994 году, в Международную конвенцию по охране человеческой жизни на море (СОЛАС-74) была введена глава IX - «Управление безопасной эксплуатацией судов», или Международный Кодекс по управлению безопасной эксплуатацией судов и предотвращением загрязнения (МКУБ, Кодекс), вступивший в силу с 1 июля 1998 года для некоторых категорий морских судов и с 1 июля 2002 года для всех грузовых судов валовой вместимостью 500 и более [193; 194]. С момента вступления в силу Кодекс корректировался резолюциями MSC.104(73), MSC.179(79), MSC.195(80), MSC.273(85), MSC.353(92). Поправки, принятые в 2013 году резолюцией MSC.353(92), вступили в силу в 2015. При этом основная цель

Кодекса - соблюдение международного стандарта по управлению безопасной эксплуатацией судов и предотвращением загрязнения - осталась неизменной. В рамках стандартов судоходным компаниям предписывается разработать собственные системы управления безопасностью (СУБ), позволяющие снизить до минимума риски гибели людей, загрязнение окружающей среды, а также вероятности возникновения неожиданных отказов СЭУ в процессе эксплуатации.

С целью стандартизации требований к использованию и эксплуатации СТС в 1978 году ИМО была разработана и принята Международная конвенция о подготовке и дипломировании моряков и несении вахты (ПДНВ-78, STCW-78) - одна из основополагающих морских конвенций, принятых под эгидой Международной морской организации. В рамках ПДНВ-78 в Российской Федерации с 2000 по 2005 годы произошел первый обмен морских дипломов с одновременной аттестацией на уровень минимальных стандартов компетентности (МСК) [106]. Морские профессиональные навыки были структурированы по компетенциям, из которых две -«Судовые механические установки» и «Техническая эксплуатация и ремонт» - напрямую затрагивали надежность работы СЭУ.

С целью повышения безопасности мореплавания в 2001 году Комитетом по безопасности на море ИМО резолюцией MSC/Circ.1023-МЕРС/Circ.392 было принято «Руководство пo формализованной оценке безопасности для использования в процессе нормотворчества ИМО» (ФОБ). Указанное руководство регламентирует методику, позволяющую производить заблаговременное определение ситуации, способной привести к аварии, для дальнейшего принятия на основе систематизированного анализа решения по снижению риска [287]. Перечисленные нормативные требования свидетельствуют о внимании со стороны Международной морской организации к вопросам безопасности мореплавания.

Состояние разработки научной проблемы. Опыт эксплуатации СЭУ показывает, что безопасная работа судового оборудования основана, прежде всего, на его высокой надежности, которая обусловлена применением современных методов проектирования, эксплуатации, технически обоснованного контроля, комплекса организационных мероприятий и т. п. Научный и практический интерес к проблеме обусловлен динамикой перемен современного флота, связанной с техническим переоснащением, ростом тоннажа, требованиями к качеству топлива, качеством подготовки судового персонала и рядом других факторов.

Обеспечение с заранее установленной вероятностью надежной работы главной силовой установки (ГСУ) достигается в случае функционирования всех элементов СЭУ в заданных пределах. Разработка методов, учитывающих множественность факторов, воздействующих на параметры судовой энергетической установки и ее основные элементы, является актуальной задачей для повышения безопасности мореплавания [294; 299; 300; 301; 303; 337].

Анализ причин морских аварийных случаев (аварий, инцидентов - АС), произошедших в два последние десятилетия, привел к пониманию того факта, что подход, ориентированный на совершенствование конструктивно-технических требований в жизненном цикле морского судна, не решает в полной мере проблемы безаварийной работы. Статистические данные по АС, как в России, так и за рубежом, указывают на стабильную причастность к поломкам и отказам судовых технических средств «человеческого фактора» (ЧФ) [352; 356; 365; 378; 382; 384; 398] Отечественные исследования в данном направлении [41; 43; 44; 45; 52; 55; 62; 69; 135; 295; 300; 305; 308; 328] также показали высокий процент влияния ЧФ на технический аварийный случай. Резолюция ИМО А.884(21), одобрившая поправки к Кодексу по расследованию морских аварий и инцидентов (резолюция А.849(20)), «Руководство по расследованию человеческого фактора в морских авариях и инцидентах», а затем Резолюция А.1075(28) 2013 года «Руководство по оказанию помощи лицам, проводящим расследование, в осуществлении Кодекса расследования аварий» являются ответной реакцией на подобное негативное влияние. И если в первой резолюции ЧФ рассматривается как пострадавший объект, то во второй взаимодействие человека и оборудования определяется как сопутствующий аварии фактор [264; 265]. Личностные качества человека-оператора приобретают статус характеристик элемента в функционировании судовой энергетической установки. К таким характеристикам следует отнести физические параметры, здоровье, компетентность и ряд других. Существует достаточное количество работ, исследующих указанные параметры [33; 38; 51; 58; 63; 65; 68; 109; 143; 291; 331; 353; 355], принят стандарт, посвященный человеческому фактору [3]. Достаточно высокий уровень морской аварийности в регионах РФ свидетельствует о том, что эргатический элемент (ЭЭ) в составе СЭУ исследован недостаточно. Рассмотрение судовой технической службы в рамках функций и уровней МК ПДНВ-78 является новым актуальным направлением в деле обеспечения безаварийной работы СЭУ. Оценка функционирования ЭЭ посредством постоянного независимого мониторинга работоспособности судовой энергетической установки аккумулирует в себе большинство исследованных личностных качеств судовых механиков, не нуждается в их пораздельном измерении и в целом выглядит перспективной. Учитывая вышесказанное, разработка методологии для прогноза эксплуатации СЭУ на базе мониторинга дисфункций ее эргатического элемента, является актуальной научно-технической задачей.

Цель исследования. Теоретическое обобщение и решение крупной научной проблемы обеспечения безопасности мореплавания при эксплуатации судовых технических средств на основе концепции функционально-уровневой оценки дисфункций эргатического элемента.

Задачи, решаемые в работе. Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи:

- произвести анализ современного состояния проблемы безопасной эксплуатации судовых энергетических установок как сложных эргатехнических систем;

- обосновать принципы анализа безаварийной работы судовых энергетических установок на основе функционально-уровневой оценки эргатического элемента;

- исследовать заключительные акты аварийных случаев, произошедших на морских судах в Дальневосточном федеральном округе за период с 2011 по 2019 годы;

- произвести анализ причины поломок и отказов судовых технических средств за указанный период на предмет причастности к авариям человеческого фактора;

- произвести анализ деятельности членов экипажа, причастных к аварии, на предмет соответствия функциям и уровням международной конвенции ПДНВ-78;

- исследовать акты осмотров судов службами капитанов морских портов ДВФО, содержащие нарушения нормативных требований, послужившие причиной для отказа судну в выходе из порта (задержанию судна);

- произвести анализ нарушений, послуживших причиной задержания судна в порту на предмет их соответствия функциям и уровням международной конвенции ПДНВ-78;

- определить методологические принципы взаимосвязи дисфункций эргатического элемента, послуживших причинами задержаний судов с дисфункциями - причинами аварийных случаев;

- разработать научно обоснованные решения по контролю и прогнозу безопасной эксплуатации судовых энергетических установок;

- разработать программное обеспечение, необходимое для решения задач в рамках функционально-уровневого подхода.

Предмет и объект исследования. Объектом исследования является процесс функционирования эргатического элемента, под которым следует понимать любое лицо из состава судовой технической службы, исполняющее обязанности по технической эксплуатации, обслуживанию и ремонту судовой энергетической установки, вспомогательных механизмов и систем в соответствии с судовой ролью и имеющее надлежащую квалификацию, подтверждённую дипломом или свидетельством.

Предметом исследования являются методы оценки функциональных характеристик указанного специфического элемента, входящего в состав сложной эргатехнической системы -судовой энергетической установки.

Источники исследования. Источниками для исследования являются: базы данных с заключениями по результатам расследований морских транспортных происшествий Федеральной службы по надзору в сфере транспорта, базы данных Дальневосточного управления государственного морского надзора (ДВУ Госморнадзора), Межрегионального

территориального управления Федеральной службы по надзору в сфере транспорта по Дальневосточному федеральному округу (МТУ Ространснадзора по ДФО), доступные результаты других исследователей.

Хронологический период. Исходные материалы исследовались за период 1979-2020 гг.

Методология и методы исследования. В работе применены общие методы научного познания - методы теоретического и эмпирического исследования, в том числе абстрагирование, анализ, синтез, моделирование. Применен системный подход, в соответствии с которым судовая энергетическая установка представлена как иерархическая система взаимосвязанных элементов. Основные уравнения и связи разработанной математической модели базируются на известных физических законах и решены с использованием математических операций свертки дисфункций эргатического элемента, оперирующего в составе судовой энергетической установки.

Научная новизна.

1. В отличие от существующих, предложенная концепция повышения безопасности эксплуатации судовых энергетических установок базируется на функционально-уровневой оценке дисфункций эргатического элемента.

2. Предложенные методы позволяют впервые установить количественную зависимость влияния дисфункций обезличенного эргатического элемента на надежность работы судовой энергетической установки.

3. Впервые предложена методика, позволяющая прогнозировать ошибки судовой технической службы при эксплуатации судовой энергетической установки.

4. Впервые предложена методика определения необходимого и достаточного объема государственного контроля за безопасностью мореплавания в морском порту.

5. Впервые разработаны и внедрены в эксплуатацию новые технические решения на базе информационных технологий, направленные на достижение адекватного функционирования эргатического элемента в составе судовой энергетической установки -корпоративный программный комплекс НАДЗОР, повышающий эффективность деятельности и качество надзора за безопасностью мореплавания в Дальневосточном федеральном округе.

Апробация исследования. Результаты работы докладывались на международных, российских и региональных конференциях:

- Научно-техническая конференция «Проблемы транспорта Дальнего Востока» (Владивосток, ДВО Российской академии транспорта, 2015);

- Научно-практический семинар «Актуальные вопросы морской отрасли» (Владивосток,

2016);

- Научно-техническая конференция «Проблемы транспорта Дальнего Востока» (Владивосток, ДВО Российской академии транспорта, 2017);

- V Международная научно-техническая конференция (Владивосток, Дальрыбвтуз, 2018);

- Международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы развития судоходства и транспорта в Азиатско-Тихоокеанском регионе» (Владивосток, Дальрыбвтуз, 2019);

- Международная научно-техническая конференция «Проблемы транспорта Дальнего Востока» (Владивосток, ДВО Российской академии транспорта, 2019);

- Научно-техническая конференция «Проблемы транспорта Дальнего Востока» (Владивосток, ДВО Российской академии транспорта, 2019);

- Семинар Правительства Приморского края «Актуальные вопросы морской отрасли» (Владивосток, 2021).

Достоверность и обоснованность полученных результатов и выводов определяются следующими позициями:

- значительным количеством обработанного статистического материала по расследованию общих и технических аварий на морских судах Дальневосточного федерального округа, а также статистики нарушений плавсоставом обязательных нормативных требований, послуживших причиной задержания судна в порту;

- обоснованностью исходных положений и корректностью математических преобразований;

- значительным количеством авторских цифровых разработок, зарегистрированных в Федеральном государственном бюджетном учреждении «Федеральный институт промышленной собственности»;

- апробацией разработанного цифрового инструментария в практической деятельности Межрегионального территориального управления Федеральной службы по надзору в сфере транспорта по Дальневосточному федеральному округу;

- получением положительных эффектов внедрения новых методов и разработанного программного обеспечения.

Научная, теоретическая значимость. Научная новизна результатов работы состоит:

- в развитии научно-методических подходов к построению прогнозов качества эксплуатации судовых энергетических установок как необходимого условия обеспечения безопасности мореплавания;

- в разработке и реализации математической модели обеспечения надежной работы СЭУ, позволяющей получить заключение о вероятности аварии на основе дисфункций эргатического элемента;

- в получении на основе экспериментальных исследований количественных зависимостей влияния эргатического элемента на безотказность работы главного судового дизеля;

- в предложении принципов принятия технических решений, основанных на централизованном управлении рисками для судоходных компаний на базе микропроцессорной и компьютерной техники;

- в разработке на базе физической природы и механизма отказов методики оценки функционирования эргатического элемента, учитывающей эксплуатационные функционально-уровневые аспекты.

Практическая значимость, применимость проведенного исследования, сделанных в нем выводов и обобщений, высказанных рекомендаций. Разработки доведены до практической реализации в виде методик, алгоритмов, работоспособного программного обеспечения.

Практическая ценность работы определяется возможностью прогнозировать качество функционирования эргатического элемента, и на основе прогноза разрабатывать превентивные профилактические мероприятия по предотвращению отказов судовых энергетических установок.

В рамках исследований был разработан и внедрен в эксплуатацию программный комплекс НАДЗОР с функционалом управления рисками мореплавания в морях Дальневосточного региона.

Положения, выносимые на защиту:

1. Концепция нормативно-методического обеспечения повышения качества эксплуатации судовых энергетических установок на базе функционально-уровневого учета дисфункции эргатического элемента.

2. Методика функционально-уровневой оценки критических несоответствий состояния судовых технических средств действующим нормативным требованиям, выявленных при осмотрах судов в морских портах РФ.

3. Методика анализа причин технических аварий судовых энергетических установок, обусловленных влиянием человеческого фактора, включающая определение дисфункций каждого причастного члена экипажа на его уровне в пределах предписанных функций.

4. Рейтинг влияния функционально структурированных конвенционных стандартов компетентности на обеспечение безопасной эксплуатации судна и его технических средств.

5. Метод выявления закономерных связей между выявленными при осмотрах судов критическими несоответствиями судовых технических средств нормативным требованиям и дисфункций эргатического элемента, послуживших причинами аварии судовой энергетической установки с использованием операции свертки.

6. Метод количественного определения разумных пределов влияния контрольно-надзорной деятельности морской администрации РФ на эксплуатационную безопасность судовых энергетических установок.

7. Программное обеспечение для решения задач по функционально-уровневому учету дисфункций эргатического элемента при эксплуатации судовых энергетических установок.

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К ПОВЫШЕНИЮ НАДЕЖНОСТИ ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ МОРСКИХ СУДОВ

1.1. СОСТОЯНИЕ ТОРГОВОГО МОРЕПЛАВАНИЯ В РОССИИ

Термин «безопасность» трактуется в настоящее время в широком диапазоне. Так, например, утративший силу «Закон о безопасности России» от 1992 года толковал указанное понятие как «уровень защищенности человека от внешних и внутренних ситуационных обстоятельств». Вступивший в силу Федеральный закон от 28.12.2010 № 390-ФЗ (ред. от 09.11.2020) «О безопасности» однозначного определения термина не содержит, а лишь перечисляет основные принципы для ее обеспечения. В общественном мнении равнозначными понятиями считаются «угроза», «опасность», «риск», «авария». Такой разброс вполне определенных понятий создает затруднение для проведения научных исследований. Морская отрасль не является исключением. Отсутствие в морских словарях определения «безопасность мореплавания» затрудняет правовое взаимодействие участников судоходства.

Согласно Федеральному закону «О техническом регулировании», безопасность - это «состояние, при котором отсутствует недопустимый риск». Термин «риск» -существенный признак, входящий в определение, - это «вероятность причинения вреда... с учетом его тяжести» [95]. Анализируя различные ситуации на море, А. С. Мамонова пришла к выводу, что под указанным термином следует «понимать состояние равновесия между окружающей природной средой, судном и человеком» [ 177]. Изменение такого равновесного состояния внешними или внутренними по отношению к морскому судну факторами создает ситуацию, способную развиться в морскую аварию. В работе Д. В. Авраменко и И. П. Касаткина БМ определяется как «стабильное состояние судна, свободное от опасностей, предотвращаемых системой международных и национальных мер технического, организационного, экономического, социального и правового характера, направленных на недопущение аварийности в целях сохранности человеческих жизней и имущества на море, защита и сохранение морской среды» [1].

Любую должность в составе экипажа морского судна - транспортного или рыболовного -следует относить к профессиям высокого риска. Отклонение от предписаний и правил во время плавания только одним членом экипажа может привести к повреждению или гибели судна с людскими и финансовыми потерями. Во избежание подобных последствий деятельность торгового мореплавания серьезно зарегулирована, кроме того, процесс нормотворчества активно реагирует на научные и технические достижения. Тем не менее, на текущий момент однозначного толкования термина «безопасность» не существует. Так, в Кодексе торгового мореплавания (КТМ) термин «безопасность мореплавания» встречается 13 раз, однако

определение также не приводится. В формулировке В. А. Курбенкова безопасность есть «сохранность человеческих жизней и имущества на море, которая обеспечивается системой национальных и международно-правовых мер технического, организационного, социального и правового характера» [165].

Здесь следует учесть следующее. Торговое мореплавание воплощает в себе компромисс между интересами различных участников: собственников судов, судовладельцев, грузоотправителей, страховщиков, государства и, собственно, моряков. Судовладелец стремится сэкономить на количестве экипажа, заработной плате, качественном топливе, моряк, получая фиксированную ставку, не заинтересован выходить в море и рисковать жизнью. Дисбаланс этих и других интересов, таких как использование старых судов, низкокачественного топлива, нарушение сроков технических осмотров и ремонта СТС, погоня за прибылью в единицу времени, приводят к авариям и идут во вред торговому мореплаванию.

Можно выделить следующие уровни, на которых принимаются нормы, определяющие качество торгового мореплавания: международный, государственный и частный локальный. Примерами первого уровня могут служить конвенции СОЛАС-74, МАРПОЛ, ПДНВ-78. Ко второму уровню следует отнести законы РФ, такие как Кодекс торгового мореплавания, федеральный закон «О внутренних морских водах, территориальном море и прилежащей зоне Российской Федерации», приказы министерств и др. На третьем - системы управления безопасностью (СУБ), разработанные судовладельцами, инструкции по эксплуатации и прочее. Общим началом перечисленных и других норм, регулирующих мореплавание, является направленность на предотвращение известных угроз данному виду деятельности. Так, определение безопасности функционирования судовой энергетической установки содержит ГОСТ 27.002-89: «безопасность - свойство объекта при изготовлении и эксплуатации и в случае нарушения работоспособного состояния не создавать угрозу для жизни и здоровья людей, а также для окружающей среды». Своевременная реализация экипажем обязательных нормативных требований (ОНТ) при эксплуатации судна и СЭУ позволяет поддерживать безопасность мореплавания на должном уровне.

Международные соглашения РФ, определяющие обеспечение безопасности на море, призваны консолидировать правовые, организационные и технические усилия стран-участниц в деле охраны человеческой жизни, предотвращения загрязнения окружающей среды. Так, СОЛАС-74 требует, чтобы СТС и судно в целом поддерживались пригодном для выхода в море состоянии, не представляя опасности для его экипажа. При инспектировании судна перед выходом в море в соответствии с ведомственным приказом [223] служба капитана порта в рамках действующих обязательных нормативных требований проверяет судно и экипаж на соответствие требованиям безопасности мореплавания. При выявлении существенных несоответствий судну

может быть отказано в выходе. Тем самым на государственном уровне реализуются меры по снижению риска морских аварий. В рамках Международного кодекса по управлению безопасной эксплуатацией судов и предотвращению загрязнения (МКУБ) «существенное несоответствие означает установленное отклонение от требований, влекущее серьезную угрозу персоналу или безопасности судна, или серьезный риск для окружающей среды и требующее немедленного устранения» [194]. Требования к обеспечению безопасности мореплавания носят абсолютный характер, возражений со стороны участников или исследователей в доступной литературе не обнаружены. Практика показывает, что любая хозяйственная деятельность, включая морское судоходство, не застрахована от рисков. В реальности «безопасность мореплавания» - это определенный в конкретный период времени уровень надежности процесса торгового мореплавания. В исследовании концепции торгового мореплавания, собственно, безопасность мореплавания характеризуется как «состояние, свободное от опасностей». Отмечая при этом, что «обеспечить абсолютную безопасность нельзя, но можно достичь приемлемого риска, при котором опасность минимальна» [165]. Основной идеей концепции безопасности мореплавания является разработка и использование мер, направленных на уменьшение аварийности. Концепция оперирует также такими понятиями, как «культура безопасности» и «управление безопасностью», тесно связанными с термином «безопасность мореплавания». Цели и задачи у всех перечисленных понятий аналогичны, различие лишь в уровне принятия решений. Разработка и наполнение первых двух понятий являются прерогативой руководства судоходной компании. СУБ компании изначально разрабатывается береговым персоналом, подвергается внешнему аудиту квалификационным обществом и затем внедряется в подразделения и на суда. В случае, если документация СУБ разработана адекватно и ее требования выполняются всеми ответственными лицами, безопасность мореплавания обеспечивается в наибольшей степени. Главным критерием системы управления безопасностью является статистика аварийных случаев.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Гомзяков Михаил Владимирович, 2026 год

- 78 - - 53 -

- 332 - 295

17 О

- 583 — 684

Progression

19

......^^

71

19 20 7 -— \

293 295 " 165 - \

393 ..... 370 —- 349 \

348 —- 320 зю — \

138 134 115 \

43 56 40 \

312 253 216 — \

5 4 2 — \

772 - 767 \

1 О 1 \

Рисунок 24 - Распределение морских происшествий по типам аварий

Такой вид аварии как повреждение/потеря оборудования составляет 14,7 %. Указанный показатель следует принимать как величину отказа СЭУ и СТС, поскольку технический отказ, не повлиявший на потерю мореходных качеств судна, не регистрируется в качестве аварии или инцидента. Показатели collision, fire/explosion, loss of control также содержат техническую составляющую в том случае, когда взрывы и пожары происходят в машинном отделении из-за ошибок в эксплуатации и обслуживания механизмов, или потеря управления возникает по аналогичной причине. В таком предположении доля технической аварийности среди европейских судов теоретически может находиться в диапазоне 14,7-65,9 %, т. е. составлять примерно половину всех аварий.

В работе А. Н. Попова [255] приведены статистические данные за 2011-2018 годы по аварийности с тенденцией к росту АС в 2018 году. Влияние человеческого фактора составляло за указанный период от 60 % до 80 %. Дисфункция эргатического элемента играет ключевую роль в возникновении и развитии аварийной ситуации. Согласно данным EMSA за 2020 год, недостаточная компетентность экипажей послужила предпосылками к АС в 49 % случаев. Распределение аварийности по типам судов выглядело следующим образом: грузовые суда -12 %; рыболовные - 63 %; пассажирские - 8 %; технический флот - 5 %; прочие суда - 12 %. К последнему типу относятся военные суда, суда для государственной службы, а также суда, тип которых не установлен или не входит в ранее перечисленные [379].

Распределение аварийных случаев, связанных с потерей движения среди европейских судов, имеет другую структуру (Рисунок 25). Так, за период 2011-2016 гг. потеря хода среди грузовых судов отмечалась в среднем в 42 % случаев, среди пассажирских - 23 % [125]. Аналогичный показатель среди рыболовных судов оказался на третьем месте, со значительным ростом в 2017-2018 гг.

180 16Q 140 120 100 SD 60 40 20 О

2011 2012 2013 2014 2015 201Б

м^в* Грузиаые суда Рыболовныес^да Па;еаиизскне гуда

^^ ScnouorsTf^w* суда Другие tjfla

Рисунок 25 - Распределение АС с потерей движения за 2011-2016 гг.

Статистика аварийности на водном транспорте РФ показывает тенденцию к росту АС за предшествующие два десятилетия [4; 80; 273; 274; 275; 276; 277; 278]. С небольшими колебаниями с 2005 по 2013 годы количество аварий плавно нарастает, а с 2014 года наблюдается значительный рост [42; 46; 144]. По данным [23] на морском транспорте за 2011-2021 гг. произошло 703 аварийных случая, из которых 63,9 % приходится на транспортные суда, 34,4 % -на рыболовные суда, 1,7 % - на пассажирские. Причастность человеческого фактора составила 90 % (Рисунок 26).

.....lili I

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020

годы

Рисунок 26 - Динамика аварийности на морском транспорте РФ с 2005 по 2020 годы

Рост показателей транспортных происшествий может объясняться тем, что в 2014 году вступили в силу новые правила расследования аварий [250].

Наиболее распространенным видом аварии за весь рассматриваемый период является «инцидент на море». Согласно действующему в РФ законодательству [226; 227; 250], происшествие на море квалифицируется как инцидент при: повреждении судна или смещении груза на борту без потери судном мореходных качеств; нахождении судна на мели или лишении возможности движения менее суток; намотке на винторулевую группу сетей (снастей, тралов); разливах нефти и нефтепродуктов в объемах, не подпадающих под понятие «чрезвычайная ситуация». Все вышеперечисленные условия действительны при отсутствии вреда здоровью или жизни людей. В соответствии с данными исследования [46; 47], за период с 2005 по 2020 годы доля инцидентов в морских транспортных происшествиях РФ составляла от 50 до 90 % (Рисунок 27).

100%

90%

80%

70%

60%

50%

40%

30%

А

20%

10%

0%

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 г. г. г. г. г. г. г.

2012 г.

2013 г.

2014 г.

2015 2016 2017 г. г. г.

2018 г.

2019 2020 г. г.

ШОчень серьезные аварии ЕЭ Аварии □ Инциденты

Рисунок 27 - Распределение морских транспортных происшествий в РФ по видам аварий

На примере морской аварийности дальневосточного региона в структуре транспортных происшествий можно выделить следующие категории: действие непреодолимой силы (форс-мажор); ошибки навигационного характера; отказы, связанные с нарушением правил технической эксплуатации; несоблюдение требований техники безопасности при эксплуатации судна и механизмов (Рисунок 28).

60 50

2011 год 2012 год 2013 год 2014 год 2015 год 2016 год 2017 год 2018 год 2019 год И Форс-мажор Ё Навигация 0 ПТЭ ИЗТБ

Рисунок 28 - Структура морской аварийности в ДВ регионе

К последней категории относятся АС с потерей человека с судна, гибелью человека или причинением тяжкого вреда его здоровью. Для квалификации происшествия как «авария» или «очень серьезная авария» указанные последствия должны иметь прямую связь с эксплуатацией судна. При этом вред жизни и здоровью судового персонала может быть нанесен в рамках любой из оставшихся категорий (форс-мажора, навигационной, технической) или их сочетаний. Поскольку целью правил является «установление причин аварийных случаев и выработка рекомендаций по их предотвращению в будущем» [250; 155], то целесообразнее будет исключить из анализа причин обстоятельства непреодолимой силы и случаи нарушения экипажем норм личной безопасности. Такие признаки АС как «потеря человека с судна» малоинформативны для установления причин отказа судовых технических средств. Понятие «прямая связь с эксплуатацией судна» также является довольно широким и в большинстве случаев подпадает под несчастный случай на производстве (на борту судна) вследствие собственной неосторожности (Рисунок 29).

В связи с вышеизложенным целесообразно исследовать структуру АС по двум основным причинам: навигационным и техническим. На Рисунке 29 приведено соотношение указанных видов аварий по дальневосточному региону за период с 2011 по 2019 годы.

Рисунок 29 - Соотношение навигационных и технических морских аварий

в дальневосточном регионе

Однозначное отнесение АС к первому или второму виду происходило на основе квалификации происшествия в БД Ространснадзора [4; 80; 273; 274; 275; 276; 277; 278; 279; 280;

284; 285]. В группу навигационных аварий вошли такие виды как навал, столкновение, посадка не мель, опрокидывание; затопление; потеря управляемости; повреждения корпуса, гибель судна, связанная с ошибкой управления. К техническим отнесены: повреждение судовых технических средств; взрывы и пожары, вызванные дисфункцией судовой технической службы. В случае комбинации нескольких причин аварии при квалификации АС приоритет отдается навигационным видам. Примером может послужить навал в 2018 году танкера-химовоза «Турмалин» на причал вследствие обесточивания судовой электрической станции [55; 279]. После окончания бункеровки и оформления грузовых документов в морском порту Владивосток танкер отшвартовался и начал разворот через правый борт для выхода на фарватер и дальнейшего следования на внешний рейд. Через двадцать минут работы в процессе разворота сработала защита ВДГ по перегрузке, генераторный автомат отключился, ВДГ остановился после сброса нагрузки, судно обесточилось. Двигатель, конструктивно оснащенный навешенными элементами, продолжал работать на передний ход, руль остался право на борту. Через две минуты был запущен резервный ВДГ с подачей питания на шины главного распределительного щита. Главный двигатель был остановлен, однако судно на инерции переднего хода своим форштевнем под прямым углом совершило навал на причал. Причиной перегрузки работающего дизель-генератора послужила намотка постороннего троса на лопасти подруливающего устройства. В БД Ространснадзора зарегистрирован как «навал на причал».

Распределение АС по двум вышеуказанным категориям позволяет при анализе обстоятельств морских транспортных происшествий выявлять триггеры, запустившие аварийный процесс. Отсечение аварий с неопределенными предпосылками дает возможность более точно восстановить картину аварии и сосредоточить корректирующие действия в более правильном направлении. В работе [191] отмечается, что отказ главного двигателя является наиболее критичным моментом в процессе эксплуатации судна. Дисфункция остальных технических средств влечет менее серьезные последствия, поскольку большинство вспомогательных механизмов дублированы и функционируют в режиме автоматического резервирования. Приведенные данные показывают, что критические ситуации с дисфункцией ГД достигают 64 %, систем управления - 12 %, вспомогательных механизмов - 8 %. Потери хода могут достигать 51 % даже с учетом того, что некоторые суда имеют два и более ГД [191].

За 2011-2019 гг. доля судов под российским флагом, осуществляющих торговое мореплавание в морях Азиатско-Тихоокеанского региона, составила 31,9 % от общего количества активных судов отечественного флота [52, 279, 281, 282]. К категории активных относятся суда, находящиеся в эксплуатации и на законной основе зарегистрированные в модуле информационной системы государственного портового контроля «Регистрация заходов и отходов судов в морских портах Российской Федерации». На Рисунке 30 приведено

распределение судозаходов в процентах по морским портам Дальнего Востока, поднадзорных ДВУ Госморнадзора.

П.-Камчатский Невельск

W//////////A

ШШШ шш УШШШ шшт. ш/шш. Ш//ШШ

шш шш

шт 3

У///////Ш У////////Ж ттж жшж ш

Ъ

0,0 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0 12,0 14,0 0/о

Рисунок 30 - Активность судоходства в морских портах Дальнего Востока

Диаграмма дает наглядное представление об интенсивности судоходства в различных регионах АТР [59; 60; 67, 144; 204; 206]. Наибольшее количество судозаходов приходится на морские порты Сахалина: Корсаков - 8,7 %; Невельск - 3,0 %; Холмск - 2,2 %. На морской порт Петропавловск-Камчатский приходится 12,2 % судозаходов. Высокая активность судоходства в указанных районах связана с коммерческой деятельностью российских судов в Охотоморской и Беринговоморской экспедициях. Общая доля судозаходов российских судов в морские порты Дальнего Востока составляет 31,9 % от общероссийского показателя.

Показатели морской аварийности согласуются в целом с цифрами, характеризующими активность судоходства. На Рисунке 31 приведена диаграмма распределения АС в процентах по морям и портам Дальнего Востока.

2018 г.

2017 г.

2016 г.

2015 г.

2014 г.

2013 г.

2012 г.

2011 г.

0% 20% 40% 60% 80% 100%

□ Тихий Океан К Охотское море Ш Японское море ни Иные моря И Курилы ЕЭ Порты РФ

Рисунок 31 - Распределение аварий по районам плавания

Наибольшее количество аварий приходится на район Охотского моря, затем следуют акватории морских портов РФ и Тихого океана [206]. В акватории морских портов входят и подходы к ним. Такое распределение обусловлено, в первую очередь, деятельностью рыбопромыслового флота в Охотоморской (ОМЭ) и Беринговоморской (БМЭ) экспедициях.

Аварийность в акваториях морских портов связана с усложнением условий судовождения и характеризуется, в основном, навигационными ошибками.

Для повышения безопасности мореплавания морские администрации в лице службы капитана морского порта осуществляют в соответствии с законодательством РФ контрольные мероприятия - инспекции [233]. Выявленные при инспектировании недостатки (несоответствия действующим нормам и правилам) относятся к существенным или несущественным. К первому виду относятся такие нарушения обязательных нормативных требований, которые создают угрозу БМ, жизни или здоровью судового персонала, а также угрозу загрязнения морской среды. В случае выявления указанных несоответствий капитан морского порта в лице инспектора портового контроля составляет и вручает капитану судна извещение об отказе в выдаче разрешения на выход из морского порта. Указанное извещение участниками торгового мореплавания понимается как «задержание», однако оно не равнозначно задержанию судна, предусмотренному ст. 81 Кодекса торгового мореплавания. Отказ в разрешении на выход из порта является руководством к действию для судовладельца и экипажа по устранению

;;;;;;

ШЖ,

шшшшшжт

^^тттттт

недостатков. После устранения существенных несоответствий и контрольного осмотра инспекцией портового контроля судну выдается разрешение на выход.

При выявлении несущественных недостатков, не влияющих непосредственно на безопасность мореплавания (например, не заполнен формуляр), задержание (отказ в выходе) не производится, судну в соответствии с приказом Минтранса от 26.10.2017 № 463 начисляются баллы риска [233].

Объемы несоответствий напрямую связаны с качеством эргатического элемента, от которого, в свою очередь, зависит безаварийная эксплуатация судна и судовых технических средств.

На Рисунке 32 приведено сопоставление числа задержаний судов в морских портах (отказов в выходе) с количеством аварий (АС) в ДВ регионе за 2011-2019 гг.

120 -

100 -

80 60 40 20 0

2011 г. 2012 г. 2013 г. 2014 г. 2015 г. 2016 г. 2017 г. 2018 г. 2019 г.

□ Задержания ^АС

Рисунок 32 - Задержания судов в морских портах и количество аварий

Из сопоставления показателей в целом вырисовывается обратная зависимость количеств аварий от числа задержаний судов в порту из-за наличия существенных несоответствий оборудования нормативным требованиям.

Влияние человеческого фактора на развитие аварийных ситуаций показано на Рисунке 33 и колеблется за тот же период от 76 % до 95 %.

60

50

40

30

20

10

2011 г. 2012 г. 2013 г. 2014 г. 2015 г. 2016 г. 2017 г. 2018 г. 2019 г.

□ АС ^ АС ЧФ

0

Рисунок 33 - Количество АС с причастностью человеческого фактора

Диаграмма показывает устойчивый рост влияния ЧФ на показатель аварийности, что может свидетельствовать о снижении качества эргатического элемента, а именно, о снижении уровня подготовки судового персонала.

Доля аварийных случаев с поломкой судовых технических средств и главных двигателей с причастностью человеческого фактора от числа АС составляла от 28 до 38 %, и от 0 до 16 % соответственно (Рисунок 34) [55; 206].

2019 г.

2018 г. 2017 г. 2016 г. 2015 г. ^ 2014 г. 2013 г. 2012 г.

2011 г.

6 8 10 12 □ АС ГД 0 АС СТС

14

16

18

20

0

2

4

Рисунок 34 - Аварийные отказы СТС и ГД в ДВ регионе

Показатель отказов и поломок СЭУ и СТС рыболовных судов ДВ региона за период 20112017 гг. колеблется от 33 % до 40 %, в среднем составляет 38 % (Рисунок 35).

Рисунок 35 - Отказы и поломки СТС на рыболовных судах

Показатели технической аварийности в ДВ регионе согласуются с аналогичными по РФ. Так, в работе [350] приведены данные РМРС за 25-летний период, согласно которым абсолютное

количество АС составляло от 380 в 1980 году до 120 в 2004 году, при этом доля отказов СЭУ и СТС составила в среднем 32 % (Рисунок 36).

Рисунок 36 - Доля технических отказов на судах под флагом РФ

В качестве основных причин поломок выступают внешние воздействия и человеческий фактор - несоблюдение правил технической эксплуатации СТС.

Установленными причинами технических аварий послужили:

- на уровне управления - недостатки в организации машинной вахты и ремонтно-восстановительных работ;

- на уровне эксплуатации - несоблюдение нормативных требований при несении вахты, обслуживании судовых систем и механизмов, низкий контроль за выполнением работ в МО;

- на вспомогательном уровне - слабые профессиональные навыки, низкая исполнительная дисциплина;

- текущее состояние оборудования.

2.3. ОБЗОР ФАКТОРОВ, ФОРМИРУЮЩИХ ПРЕДПОСЫЛКИ ТЕХНИЧЕСКОЙ АВАРИИ

Рассматривая развитие аварийной ситуации применительно к СЭУ, можно выделить следующие факторы:

- несоблюдение правил технической эксплуатации и управления СТС;

- слабая организация машинной вахты;

- низкий уровень исполнительской дисциплины и культуры производства;

- игнорирование требований техники безопасности;

- формальный подход со стороны судового и берегового персонала к требованиям документов СУБ компании;

- влияние усталостных повреждений и износа СЭУ в результате сверхинтенсивной эксплуатации, усугубленное нарушением сроков плановых ТО и использованием контрафактных деталей;

- физическое и моральное старение флота под флагом РФ;

- низкое качество технического обеспечения флота судовладельцем.

Средний возраст морского флота РФ по состоянию на 2019 год превышает 26 лет [46; 47]. По данным [313] по состоянию на тот же период средний возраст морских судов составил 35 лет.

При этом следует отметить, что корреляции между возрастом судна и количеством технических аварий на судах дальневосточного флота не установлено. Согласно [116], средний возраст судов, на которых регистрировались аварийные поломки СТС, составлял от 20,6 до 31,2 года для торгового флота и 22,3-33 года для рыболовного. За период 2014-2017 гг. отмечен определенный тренд на снижение возраста судов по суммарному количеству аварий (навигационных и технических). Амортизационный фактор для приведенных в работе [116] случаев не является определяющим, в большей степени он зависит от качества технического обслуживания. Эргатический элемент является ключевым звеном современных ЧМС, при том, что его качества - профессиональные знания, умения и навыки - не поддаются прямой количественной оценке.

Заступая на вахту, судовой механик интегрируется в процесс эксплуатации судна в качестве специфического звена СЧМ. Функционирование такого звена обусловлено индивидуальными особенностями человеческого организма, зависит от множества внешних факторов (качка, вибрация, шум, отрыв от берега и прочих) и не является величиной постоянной. Сертификация ЭЭ осуществляется путем оценки его компетентности уполномоченным органом с выдачей диплома или свидетельства о соответствии минимальным требованиям Стандартов компетентности.

2.4. АНАЛИЗ ПРИЧИН ПОЛОМОК СУДОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

Отказы и поломки судовых технических средств являются причиной значительной части морских аварий. Большое количество работ, посвященных анализу аварийных поломок СЭУ и СТС, подтверждает значимость технической составляющей БМ.

В исследовании В. Н. Калугина [140] приводятся показатели надежности судовых технических средств, сформированные на базе технических отчетов сюрвейеров. Информационная база данных системы содержит анализ технических неисправностей, классификацию и причины характерных отказов оборудования на судах под наблюдением Регистра Ллойда. Так, за период с 1998 по 2004 годы зафиксировано 558 аварий, связанных с машинами и механизмами, что составило 45,1 % от общего числа АС за период. С 2005 по 2011 годы количество таких АС возросло до 982 (50,6 %). Отказы именно главных двигателей составили 232 случая, или 41,6 %, по категории «машины и механизмы» и 370 случаев (37,7 %) по указанным периодам соответственно [140].

Анализ технических отчетов сюрвейеров позволил установить основные причины повреждений и отказов судовых дизельных двигателей:

- грязное смазочное масло;

- производство ремонтных работ неквалифицированными специалистами;

- производство ремонтных работ с нарушением инструкций завода-изготовителя;

- некачественное топливо, не прошедшее лабораторный контроль;

- эксплуатация и обслуживание сепараторов с нарушением инструкций по эксплуатации завода-изготовителя;

- ненадлежащая квалификация судовой технической службы;

- повреждение ГТН посторонними предметами [140].

В работе [208] отмечено, что причины возникновения неисправностей двигателей внутреннего сгорания и их развития до критических значений можно разделить на три группы:

- характерные особенности конкретной марки дизеля, заложенные в проект и устранимые только заводом-изготовителем;

- технологические отклонения при изготовлении деталей, монтаже оборудования и его настройке;

- эксплуатационные нарушения.

На основе анализа дефектов ДВС Ю. Н. Мясников, В. С. Никитин, А. А. Равин приходят к выводу, что разрушающее воздействие на детали СЭУ обусловлено повышенным уровнем эксплуатационных нагрузок, вызванных коммерческой заинтересованностью. При этом процесс развития дефектов, который является причиной АС, не контролируется персоналом.

В исследовании [236] на примере анализа неисправностей двигателя ЧН32/48 (№УВ48-2Аи) В. Г. Гурьев, Ю. Н. Мясников, В. И. Одинцов установили, что дополнительное воздействие на надежность работы элементов цилиндропоршневой группы оказывает применение экипажем тяжелых сортов топлива с содержанием серы, ванадия и натрия. Эксплуатация ДВС в указанном

режиме в сочетании с несоблюдением сроков плана-графика технического обслуживания (ПГТО) приводила к дисфункции топливной системы.

В исследовании статистики отказов элементов ЦПГ дизелей современных танкеров Б. П. Башуров, А. А. Иванченко, В. В. Шарик произвели анализ вызывающих их причин. Установлены причинно-следственные связи между состоянием ЦПГ и отказами СЭУ. Остановки дизеля из-за дисфункции поршней составили 9 %, дефектов крышек цилиндров - 8 %. Износ поршней составил 66 %, поломки - 34 %. Трещины в крышках цилиндров выявлены в 86 % случаев, коррозия - 14 %. [9; 10; 11; 12]. Половина отказов СЭУ имеет технологическую основу в виде дефектов материала. К остальным причинам относятся: дефекты сборки и монтажа; низкое качество обслуживания и эксплуатации; некачественный ремонт.

На эффективность работы СЭУ влияет качество функционирования всех составляющих ее элементов, одним из которых является система турбонаддува. На долю вспомогательного оборудования приходится до 60 % отказов [385]. Практика показывает, что выход из строя таких деталей турбокомпрессора, как корпус, ротор подшипники и уплотнения является довольно распространенным явлением [340]. По статистике, доля внеплановых остановок дизеля из-за отказов турбокомпрессора составляет в среднем 3,5 %, а применительно к двигателю типа SKL - 6 %. Повреждения уплотнений и ротора турбокомпрессора зачастую являются следствием нештатной работы подшипников. При отклонении параметров подшипников ГТН от расчетных величин и несвоевременной реакции судового персонала возникают предпосылки к аварийному отказу агрегата.

Большое значение для развития аварийной ситуации имеет способность судового персонала своевременно и качественно исполнять свои обязанности по обслуживанию и эксплуатации СТС. В работе [178] проанализированы последствия повреждений ГД на двух рыболовных судах. В первом случае двигатель 48А-2и вышел из строя через 93 часа

работы после капитального ремонта. При установке на дизель новых подшипников были нарушены требования завода-изготовителя и не соблюдены технические условия на ремонт. Неквалифицированные действия ремонтной бригады и отсутствие надлежащего контроля со стороны судовладельца привели к аварийной остановке судна. Во втором случае нештатной работе двигателя 36.1-и предшествовал навигационный инцидент. При появлении

рабочих параметров дизеля (вибрация, снижение давления смазочного масла на входе в ГД) было принято решение о заходе в ближайший порт для диагностики и ремонта. В результате были выявлены серьезные отклонения центровки ГД с гребным валом, повышенные раскепы коленвала, повышенные величины износов шеек коленвала (превышающие допустимые). В работе [173] наряду с рассмотрением возникших дефектов в главном двигателе теплохода «Иван Жданов» была установлена причастность экипажа к аварийной ситуации. Сравнительный

анализ причинно-следственных связей в вышеприведенных примерах подтверждает важность учета человеческого фактора при оценке надежности СЭУ.

По его результатам сделаны выводы о своевременности и профессиональной адекватности мер, предпринятых экипажем теплохода.

Ошибочные, запоздалые действия или бездействие экипажа при возникновении критической ситуации приводят к ее развитию и перерастанию в аварию. В основе такой дисфункции лежит недостаточная компетентность или психологическая профпригодность.

Неверная оценка факторов, влияющих на долговечность деталей механизмов, приводит к тому, что расчетный срок эксплуатации указанного технического средства не выдерживается. В работе [297] приводится пример влияния износа втулок цилиндров на увеличение напряжений и поломку колец. При этом устанавливается связь между технологией предшествующего ремонта и природой изнашивания ЦПГ. Очевидно, что нарушение технологии происходит под воздействием человеческого фактора. Качество машинной вахты также является важным элементом для безотказной работы СЭУ. Соблюдение правил технической эксплуатации, корректируемых десятилетиями на основе отказов СТС, позволяет предвидеть и предотвратить возможные предпосылки аварий. Большую роль в соблюдении регламента работ в машинном отделении играет управленческое звено - старшие и вторые механики, осуществляющие руководство технической службой и контроль за ее деятельностью.

Эффективность работы ДВС в значительной степени зависит от функционирования системы наддува двигателя и основного ее агрегата - турбокомпрессора. В работе А. В. Смирнова приведены показатели отказов судовых дизелей за 1998-2008 гг. [299]. Количество отказов турбокомпрессора к общему числу отказов ГД составило 22 %, 11 %, 4 % для мало-, средне-и высокооборотных дизелей соответственно.

Среди основных причин дисфункции указанного элемента указывают поломку корпуса и/или ротора, выход из строя подшипников и уплотнений. По элементам отказы составили: сопловой - 6-10 %, колесо компрессора - 7 %, корпус - 8-11 %, лопатки - 9-12 %. К типичным причинам повреждений корпусов следует отнести скрытые дефекты при изготовлении, перегрев при нарушении ПТЭ. Причинами повреждений подшипников являются низкое качество смазки, некачественная сборка, влияние разбалансированного ротора, разрушение сепарации, скрытые дефекты, нарушение ПТЭ. Причиной выхода из строя масляных, воздушных и газовых уплотнений служит разрушительное воздействие разбалансированного ротора. Причинами разрушения рабочих колес служат скрытые дефекты лопаток, попадание в проточную часть турбин различных предметов, вибрационные и усталостные явления, эрозионные процессы.

В работе [36] исследованы причины нештатной остановки высокооборотного двигателя фирмы С32 Caterpillar из-за неисправности системы наддува. Установленными причинами АС

послужили несоблюдение судовладельцем рекомендаций завода-изготовителя по техническому обслуживанию и нарушение судовым персоналом ПТЭ.

Фактическое состояние СТС в значительной степени зависит от качества его эксплуатации и обслуживания береговым и судовым персоналом [123; 302; 374].

Состояние СТС на этапе эксплуатации судна при переходе от удовлетворительного к аварийному может быть представлено следующими фазами (Рисунок 37):

- состояние механизмов, соответствующее требованиям органам технического надзора (РС) и годных к плаванию (СТС1);

- состояние механизмов в период эксплуатации под управлением эргатического элемента (ЭЭ) без нарушений системы управления качеством (СУБ), принятой в компании, требований контрольно-надзорных органов (КО) и без аварий (СТС2);

- фаза, в которой проявляется дисфункция человеческого фактора (ДЧФ) по обслуживанию и эксплуатации СЭУ и СТС и создаются условия для возникновения аварии (СТС3);

- возникновение и регистрация аварийного отказа или поломки механизма (СТС4).

Рисунок 37 - Типовые состояния судовых технических средств

Регистрация аварийных поломок надзорными органами имеет большое значение, поскольку неучтенные отказы не поддаются исследованию и не позволяют корректировать уровень БМ [54; 123; 279; 280].

В ходе детального расследования транспортного происшествия экспертной комиссией устанавливается совокупность факторов, послуживших причиной АС. Техническая авария

морского судна может быть рассмотрена как последовательность событий, при которой дисфункция СЭУ и других технических средств приводит к невозможности выполнения судном предписанной деятельности в течение определенного срока (24 часа и более) и может завершаться полной гибелью судна [123].

В ходе расследования на основе документов и фактов путем умозаключений каждого эксперта осуществляется логическое построение указанной цепи событий. Вероятность возникновения аварий, развивающихся по такому сценарию, может определяться по существующей методике оценки рисков [334], согласно которой аварийная последовательность в течение рейса 1(1 = 1,2,содержит события Ау, соответствующие различным отказам и поломкам_/'(/ = 1,2,,...,/) судовой энергетической установки и события В^, которые могут наступить после и вследствие события Ау, с г-м видом последствий (столкновение, навал, пожар, гибель судна).

Среднестатистическую вероятность возникновения условий у'-го вида с г-м ущербом РАу^ можно определить из отношения количества судов с отказом или поломкой СЭУ у'-го вида с г-м ущербом к общему числу судов, осуществляющих торговое мореплавание в районе I:

РШ = 1у™и. (30)

Вес отказа или поломкиу'-го вида с г-м в районах плавания I определяются как

(31)

События А] представляют собой совокупность гипотез, порождающих события В[ . Вероятность указанных гипотез может быть оценена по теореме Байеса по формуле умножения вероятностей:

, , ч р(а|-)р(внаП

'^'^и^жВ.иу (32)

где РАу^ - вероятностные гипотезы Ау ; Р(В^|Ау) - условные вероятности события В^ при гипотезе РА]7.

Значение Р^^) отражает максимальную вероятность, с которой из события А1- следует событие ВI.

Интенсивность возникновения АС за период Т можно рассчитать на основе статистических данных аварийности в указанном районе I по формуле

£]£1£

\ВАА)) г ■ (33)

У{В1а1]) = Т

Интенсивность возникновения АС для отдельного судна при наличии информации о количестве проходящих судов £ 1в районе I за время Т

_ £]'£1£1^]И УШАл) = ЪхЪЛт

(34)

Вероятность возникновения ЧС и аварии

(В^А) = 1 - ехр—в^Т^^ВЛ =^Р(А) х ^А). (35)

1=1

Соотнесенное с Р^В) событие А1, которое с наибольшей вероятностью привело к В^, может рассматриваться в качестве приоритетного при планировании и проведении корректирующих действий в обязательных нормативных требованиях и СУБ компаний-судовладельцев.

В работе [298] отмечается особая роль анализа ошибок, количественной и качественной обработки информации в деле прогнозирования и предотвращения аварийных ситуаций. Ответственность за организацию вахтенной службы, качество которой напрямую влияет на безопасность мореплавания, возлагается на управленческое звено - старшего и второго механиков. Исполнение машинной вахтой регламента работ и требований должностных инструкций позволяет минимизировать риски АС. Среди потенциально опасных ситуаций выделяются: случаи возгорания и пожара; дисфункция СТС, способная вызвать снижение скорости или аварийную остановку главного двигателя; выход из строя рулевого устройства; угроза обесточивания судна [298].

Созданию ситуаций, в которых проявляется дисфункция эргатического элемента при эксплуатации СЭУ, вне зависимости от уровня профессиональных навыков, знаний и умений, способствуют такие биологические состояния, как скорость реакции, стрессоустойчивость,

скорость принятия решений и другие [141; 143; 291; 333]. При расследовании аварийного случая, связанного с ошибками при обслуживании СЭУ, эксперты лишь устанавливают причастность механика к АС, не рассматривая причины самой дисфункции. Прямое количественное измерение указанных параметров эргатического элемента в процессе эксплуатации СЭУ является неосуществимой задачей и служит доводом в пользу полного исключения ЭЭ из эксплуатационного цикла, разработку его математической модели и перехода на осуществление морских перевозок посредством безэкипажных судов [5; 6; 147].

ВЫВОДЫ ПО ГЛАВЕ

1. Многообразие моделей, исследующих роль человеческого фактора в создании предпосылок для создания и развития морской аварии, характеризует степень актуальности проблемы. Отсутствие реального согласованного взаимодействия судовладельца и государства в деле безопасности мореплавания подтверждается неснижаемым уровнем АС. Типичной является следующая последовательность событий: дисфункция эргатического элемента -возникновение критической ситуации - ошибочное решение и/или действие - поломка технического средства - расследование аварии государственным надзорным органом - санкции и рекомендации судовладельцу. Указанный алгоритм, применяемый не только к техническим авариям, но и ко всем видам морских аварий, в части управления безопасностью путем воздействия на эргатический элемент является линейным, разомкнутым. Отдельные штрафные санкции контролирующих и надзорных органов в отношении лиц, не допускавших непосредственно нарушений норм и правил, смещают фокус обратной связи с виновного на непричастного и снижают эффективность контрольно-надзорной деятельности. В значительной мере такая ситуация обусловлена недостатками административного законодательства, имеющего короткие сроки привлечения к ответственности и ограниченный набор санкций за нарушение правил технической эксплуатации. Результатом служит привлечение в редких случаях старшего механика как руководителя службы, что трудно считать эффективной мерой по управлению безопасностью.

2. Лишение движения судна по причине отказа его главного двигателя является наиболее критичным моментом рейса и может повлечь серьезные последствия для судна и экипажа. Показатель отказов главной силовой установки по различным данным может составлять от 42 % для грузовых судов и 23 % пассажирских судов [125] до 64 % от общего числа технических аварий [191]. При этом влияние человеческого фактора в отдельные годы достигало 100 % -т. е. все технические аварии происходили по причине дисфункции эргатического элемента.

3. Основными причинами развития аварийных отказов судовой энергетической установки, связанных с человеческим фактором, являются: нарушение правил технической эксплуатации; недостаточный контроль за работающими механизмами и системами; эксплуатация СЭУ за пределами параметров, предусмотренных изготовителем для штатных режимов работы дизеля; низкий уровень исполнительской дисциплины и общей культуры производства. К причинам, не связанным с действиями судовой технической службы, относятся: формальное функционирование системы управления безопасностью, разработанной и внедренной в компании; усталостные повреждения и износ элементов СЭУ результате сверхинтенсивной эксплуатации; использование контрафактных деталей; нарушение плановых сроков ремонта; низкие уровень и качество технического обеспечения флота судовладельцем.

4. Методом причинно-следственного анализа CAST 188 отчетов о морских авариях в СУБ компаний-владельцев аварийных судов было выявлено 1250 процедур, несоответствующих действующим нормативным требованиям, что создавало благоприятные условия для неадекватного контроля и опасных действий судового персонала, как для себя, так и для оборудования [387].

5. Существуют различные математические модели, определяющие вероятностную зависимость аварийных поломок технических средств от предаварийной последовательности событий. Качество прогноза с помощью указанных моделей в значительной степени зависит от структуры и достоверности исходных данных. Представляется, что функционально-уровневый подход позволяет получить данные требуемого качества.

ГЛАВА 3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФУНКЦИОНАЛЬНО-УРОВНЕВОЙ ОЦЕНКИ ЭРГАТИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА В СОСТАВЕ СУДОВОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ

3.1. РОЛЬ И МЕСТО ЭРГАТИЧЕСКОГО ЭЛЕМЕНТА В МОРСКИХ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ

Рассматривая эргатический элемент СЭУ как неотъемлемое звено в сложной эргатехнической системе «морское судно», можно выделить два основных уровня его функционирования: штатное и девиантное. Под штатным понимается исполнение специалистом (судовым механиком, мотористом, электриком) своих обязанностей в рамках установленных должностных инструкций. В обязанности входит контроль за работой судовой энергетической установки и вспомогательных механизмов, обслуживание систем, выполнение судовых работ по заведованию. Действия ЭЭ регламентированы положениями ГОСТов, правил, регламентов, инструкций. Существует отдельный стандарт [95], регламентирующий аспекты надежности для человеко-машинных систем. Вступивший в силу в 2015 году стандарт содержит законодательные требования к эргатехническим системам и позволяет учитывать влияние ЧФ на надежность работы судна на всех этапах его жизненного цикла. ГОСТ также содержит обзор методов оценки показателей надежности систем «оператор-машина».

Девиантное функционирование (ДФ) эргатического элемента означает «исполнение судовым персоналом своих должностных обязанностей с отклонением от требований минимальных стандартов компетентности или от иных обязательных нормативных требований, которое привело к нештатной работе судна или его технических средств» [73; 172]. В более широком смысле слова девиантное функционирование ЭЭ может определяться как дисфункция ЭЭ. Следствием дисфункции является создание ситуации, при которой техническое средство, обслуживаемое ЭЭ, функционирует в нештатном режиме, что, в свою очередь, может завершиться отказом или поломкой. Отказ одного из элементов неизбежно понижает живучесть системы в целом [66; 196; 381].

Часть дисфункций выявляется при проведении контрольных (надзорных) мероприятий, проводимых уполномоченными лицами - работниками морского надзора или службы капитана морского порта. В качестве примера подобной дисфункции можно привести незапуск двигателя спасательной шлюпки или аварийного дизель-генератора по требованию инспектора во время осмотра судна. Указанные факты свидетельствуют о том, что обслуживающий персонал не соблюдает правила технической эксплуатации (своевременное проведение технических осмотров, заряд аккумуляторных батарей, проворачивание механизмов и пр.).

В Дальневосточном регионе учет отказов эргатического элемента осуществляется посредством информационных систем, таких как ИС Токийского меморандума (ТМ) и Информационная система государственного контроля судов, оперирующих под российским флагом (ИСГС). Целями ТМ являются обеспечение в Азиатско-Тихоокеанском регионе безопасности судоходства, защита морской среды, контроль за соблюдением обязательных требований в области БМ, контроль за эффективным применением стандартов со стороны администрации, под флагом которых эксплуатируется судно, предотвращение эксплуатации судов, не соответствующих конвенционным требованиям, гармонизация систем контроля стран-участниц, укрепление сотрудничества, обмен информацией. ИС Токийского меморандума, введенная в эксплуатацию в 2003 году, содержит информацию о несоответствиях (deficiency) и задержаниях (detention) судов в морских портах 21 страны Азиатско-Тихоокеанского региона. Оператором международной информационной системы является подразделение Росморречфлота - Азиатско-Тихоокеанский морской информационный центр (АТМИЦ).

Задержание судна означает, что его эксплуатация осуществляется с нарушением нормативных требований, является формальным запрещением выхода из порта, в котором проводилась инспекция до устранения серьезных несоответствий. Количество выявленных несоответствий и задержаний характеризует качество контроля морской администрации за безопасностью мореплавания в регионе.

Анализ ежегодных отчетов ТМ о результатах работы портового контроля в странах АТР показал, что в среднем 4 % судов не выпускаются из порта морскими администрациями по причинам, связанным с неудовлетворительным состоянием главных двигателей. В данной категории преобладают суда под российским флагом. За период с 2011 по 2019 годы в среднем восемь из десяти (от 40,5 до 100 %) дисфункций главных силовых установок были выявлены на российских судах (Рисунок 38).

100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0%

□ Иностранные суда ^ Суда РФ

Рисунок 38 - Задержания иностранных и российских судов с дисфункцией ГД

Следует признать, что доля российского судоходства недопустимо высокая в сравнении с количеством задержаний судов 20 других стран-частниц ТМ. Изменение нормативных отечественных требований в 2017 году [223] привело к некоторому снижению числа задержаний российских судов в 2017-2019 гг. в портах АТР.

Система ИСГС является одним из рабочих инструментов государственного портового контроля РФ. Посредством осмотра судов инспекцией портового контроля осуществляется проверка готовности судна к выходу из порта. Процедуры осмотров и выдачи необходимых разрешений регламентированы документами Минтранса России [223]. Результаты инспекций регистрируются в БД и доступны авторизованным пользователям, таким как Росморречфлот, Ространснадзор, Ростехнадзор в лице подразделений, осуществляющих контроль (надзор) за состоянием торгового мореплавания. Статистика несоответствий и задержаний ежегодно публикуется на сайте Росморречфлота.

Отказ в выдаче разрешения на выход судна из порта, как правило, имеет место в случае обнаружения существенных несоответствий мореходных качеств судна, угрожающих безопасности мореплавания. Периодичность и количественное определение риска инспектируемого судна производится не на основании субъективного суждения инспектора, а в соответствии с положениями приказа Минтранса России [223]. Баллы риска и критерии их начисления приведены в Таблице 2 [67].

2011 г. 2012 г. 2013 г. 2014 г. 2015 г. 2016 г. 2017 г. 2018 г. 2019 г.

Таблица 2 - Критерии начисления баллов риска

Тип судна Всчр-кт сулна п: Каждое нврушеянс Задерлиисне в нарту РФ ЗцДеркалак ж ■инлрвшэы портг Отсутствие ДАНКиЙ В ИСГСоб

Тип Балл Л« Еия осмотрах

ОДНО ДЫ 1рн одно ДЫ Три 0

Нефтяной танкер 0-11 0 1 5 10 20 10 20 30

2 12-39 1 1 5 10 20 10 20 30

40 и более 5 ] 5 10 20 10 20 30

Таяхер-ХЛМОВО*! 0-11 0 1 5 10 20 10 20 30

2 12-39 1 1 5 10 20 10 20 30

40 и более 5 1 5 10 20 10 20 30

Таикер-газовоз 0-11 0 1 5 10 20 10 20 30

2 12-39 1 1 5 10 20 10 20 30

40 н более 5 1 5 10 20 10 20 30 70

Навалочное судно 0-11 0 I 5 10 20 10 20 30

2 12-39 1 1 5 10 20 10 20 30

40 и более 5 1 5 10 20 10 20 30

Пассажирское судно 0-11 0 1 5 10 20 10 20 30

2 12-39 1 1 5 10 20 10 20 30

40 н более 5 1 5 10 20 10 20 30

Все 0-11 0 1 5 10 20 10 20 30

остальные ] 12-39 1 I 5 10 20 10 20 30

типы судов 40 п более 5 1 5 10 20 10 20 30

К критериям для начисления баллов риска относятся: возраст судна, тип, количество несоответствий, количество задержаний в иностранных и российских портах, дата последнего инспектирования. Период для начисления составляет два года.

Инспекторами портового контроля являются работники с высшим морским образованием и опытом работы на судне. Как правило, это капитаны, старшие механики, старшие электромеханики, начальники радиостанции. Профессиональный опыт перечисленных специалистов позволяет им эффективно выявлять несоответствия текущего состояния судна требованиям безопасности мореплавания.

Начисление баллов риска судну позволяет в определенной мере оценить уровень безопасности мореплавания. В ежегодно публикуемых отчетах государственного портового контроля содержится статистика несоответствий и задержаний судов, а также структура нарушений по меморандумам, портам и типам судов [96-103]. Количественное и качественное оценивание существенных несоответствий, приведших к задержанию судна, можно

рассматривать как средство, измеряющее качество эксплуатации энергетической установки и технических средств, в первую очередь, - качество эргатического элемента. Именно ЭЭ в силу присущих ему специфических личностных качеств способен нарушать установленные нормы и правила. Несоответствие технического состояния судна, выявленные в ходе его осмотра, требованиям норм и правил возникают из-за несоблюдения сроков и объемов технического обслуживания и ремонта. Основная идея безопасности мореплавания заключается в том, что судно может быть выпущено в обращение только после полного технического освидетельствования признанным Классификационным обществом и быть годным к эксплуатации. Указанная годность, с учетом укомплектованности судна квалифицированным экипажем, подтверждается при каждом выходе из порта специальным разрешением [223]. Отдельный руководящий документ Минтранса России, действие которого распространяется на все судоходные компании РФ, предписывает, что «Суда, находящиеся в эксплуатации ... должны быть в надлежащем, технически исправном состоянии; ...» [258]. Указанный документ предписывает экипажу в числе других требований поддерживать судно и СТС в исправном техническом состоянии, обеспечивать безаварийное их использование по назначению, а также соблюдать установленные судовладельцем режимы работы, расход топлива, смазочных материалов, воды, сортность топлива и масел. Регистрация портовым контролем нарушений «Правил технической эксплуатации морских судов» (258) свидетельствует о дисфункции эргатического элемента в процессе обслуживания механизмов.

Структуру, в рамках которой осуществляется учет и анализ несоответствий, (Рисунок 39) нельзя признать оптимальной. Часть разделов (например, «свидетельства и документация», «МКУБ», «условия труда») дублируют друг друга, отдельные разделы могут охватывать широкий круг недостатков («МКУБ»). Так, раздел «водопроницаемость/герметичность» может означать пробоину в корпусе, а может - нечитаемую марку на борту судна, несоответствие «остатки масла в поддоне топливного фильтра» отнесено к разделу «пропульсивная установка и вспомогательные механизмы» или же к разделу «условия труда - здравоохранение, медицинское обслуживание, социальная защищенность». Представляется, что для полноценного анализа какой-либо проблемы необходим учет всех связанных с ней несоответствий. Наличие нефтепродуктов в поддоне может быть следствием неэффективных уплотнений механизма, и должно рассматриваться при оценке его работы. Одновременно указанное несоответствие может учитываться в рамках паспортизации рабочего места судового персонала. Произвольное отнесение несоответствия только к одному из разделов неизбежно искажает результаты анализа по другому разделу.

Рисунок 39 - Фрагмент годового отчета ИГПК

В процессе осмотра судна и обнаружения несоответствия инспектор 1 ПК, руководствуясь внутренним убеждением и профессиональным опытом, заносит несоответствие в тот или иной раздел ИСГС. Каждый раздел имеет свой служебный код, и под этим кодом выявленный недостаток будет храниться в базе данных системы. В приведенном примере дисфункция ЭЭ выразилась в отсутствии контроля со стороны вахтенного моториста за чистотой в машинном отделении и в отсутствии надлежащего обслуживания со стороны судомеханика, ответственного за работу фильтра. Анализ несоответствия на предмет несоблюдения минимальных стандартов компетентности покажет, что нарушена функция 6 «Техническое обслуживание и ремонт» на уровнях эксплуатации и вспомогательном [192]. В рамках международной конвенции ПДНВ-78 функция означает «... группу задач, обязанностей и ответственности, указанных в Кодексе ПДНВ, необходимых для эксплуатации судна, обеспечения охраны человеческой жизни на море или защиты морской среды» [192]. Понятие «уровень», согласно конвенции, означает степень ответственности за выполнение поставленных задач и зависит от объема выполнения предписанных должностной инструкцией и дипломом функций: «управление» - самостоятельно и в полном объеме для старшего и второго механиков; «эксплуатация» - в рамках заведования

под руководством лица уровня «управление»; «вспомогательный» - в рамках поставленных задач под руководством механиков вышеуказанных уровней.

Используемая Минтрансом России для анализа БМ структура недостатков не указывает на дисфункцию эргатического элемента, породившую несоответствие, и не способствует установлению причинно-следственной связи между конкретным нарушителем и нарушением.

Российские правила расследования морских аварий прямых требований к оценке человеческого фактора в аварийных событиях не содержат. Тем не менее, в заключительном акте при установлении причин АС указываются нарушенные нормативные требования. Для предупреждения аварийных случаев в будущем расследующий орган выдает рекомендации по повышению уровня безопасности мореплавания, «включая повышение уровня подготовки персонала» [250].

Учет дисфункций ЭЭ, послуживших причиной аварийного случая так же, как при задержании судов в порту, не ведется, отмечаются лишь нарушенные нормативные требования. В то же самое время в документах ИМО влиянию человеческого фактора на создание аварийной ситуации уделяется гораздо больше внимания [155; 159; 265; 333; 343].

Роль человеческого фактора в деле эксплуатации и обслуживания судовой энергетической установки должна оцениваться с учетом его двойственной природы - как индивида, наделенного совокупностью психофизиологических качеств, с одной стороны, и как неотъемлемого элемента сложной эргатехнической системы - с другой. Именно в качестве эргатического элемента специалист судовой технической службы должен обеспечить выполнение закрепленных за ним специфических функций [73], перечень и состав которых содержится в документах, регламентирующих подготовку моряков [192]. Насколько морален и легитимен подобный подход? Социологи отмечают три основных подхода к легитимности явления или объекта: прагматический, моральный и когнитивный. Прагматический характеризуется коммерческой заинтересованностью участников, поддерживающих в разной степени явление или объект, в нашем случае - эксплуатацию, обслуживание и ремонт судовой энергетической установки. Моральный подразумевает обобщенную позицию общества на предмет законности указанной деятельности на текущий момент времени. Когнитивный подход подразумевает, что в сознании большинства индивидов социума новая идея не вызывает отторжения [157]. Все три ключевых аспекта - законность, ментальное признание обществом, наличие регулирующих требований взаимодействия с объектом - в полной мере присутствуют при рассмотрении члена экипажа в качестве эргатического элемента. Востребованность в морских кадрах в настоящее время существует и будет сохраняться до полного перехода торгового мореплавания на безэкипажные суда [147]. Несмотря на снижение в последние десятилетия престижа морской профессии достаточно большое количество молодых людей поступает в морские учебные заведения для

получения профессии, что может свидетельствовать о поддержке специальности на когнитивном уровне. Нормативные требования к кандидатам на получение морских дипломов и занятия соответствующей должности на судне регулируются на международном и отечественном уровнях [192; 224; 225]. Все вышеперечисленное означает, что надежность функционирования ЭЭ может и должна рассматриваться в рамках реализации предписанных функций на установленном уровне. Анализ отказов и поломок СЭУ и СТС в рамках функционально-уровневого подхода (ФУП) представляется перспективным подходом к повышению безопасности мореплавания [304]. ФУП позволяет установить, на каком уровне ответственности допущены ошибочные действия [106]. Причинно-следственная связь дисфункции ЭЭ с последующими отказами технических средств исследуется по методу Каоро Исикавы с использованием техники Сакити Тоёда «Пять почему» [193; 328]. Одна большая проблема (например, поломка ГД) разделяется на несколько малых самостоятельных частей (подпроблем), в каждой из которых выявляются ключевые причины ее возникновения. Исследуются две ветви «рыбьей кости»: устанавливается дисфункция эргатического элемента на уровнях ответственности; определяется состояние объекта (ГД), качество эксплуатации и ремонта. В рамках ФУП термин «дисфункция» эквивалентен понятию «неисполнение предписанной функции или ее некорректное осуществление», синонимичному английским понятиям dysfunction, malfunction. Несмотря на то, что понятие «эргатической системы» было введено еще в 1960 году, информации о применении функционально-уровневого анализа последствий взаимодействия человека с судовыми энергетическими установками в доступной литературе обнаружить не удалось.

Между тем, документ, регламентирующий минимальные требования к морякам в части исполнения функций на морском судне (конвенция ПДНВ-78), был принят в 1978 году и вступил в силу в 1984 году. Россия присоединилась к конвенции в 2000 году, когда начала выдавать морские дипломы нового образца. Вместе с внешним видом документов изменились и требования, предъявляемые владельцам дипломов и свидетельств. В минимальных стандартах Кодекса ПДНВ-78 для каждого из трех уровней ответственности описывались: знание, понимание и профессиональные навыки для каждой сферы компетентности; методы демонстрации компетентности; критерии для ее оценки. Так, спецификация минимального стандарта компетентности для вахтенных механиков судов с обслуживаемым или периодически не обслуживаемым машинным отделением для функции «Судовые механические установки на уровне эксплуатации» предусматривает пять сфер компетентности: несение безопасной машинной вахты; использование английского языка в письменной и устной форме; использование систем внутрисудовой связи; эксплуатация главных установок и вспомогательных механизмов и связанных с ними систем управления; эксплуатация систем

топливных, смазочных, балластных и других насосных систем и связанных с ними систем управления (Рисунок 40 ).

Колонка 1 Колонка 2 Колонка 3 Колонка 4

Сфера компетентности Знание, понимание и профессиональные навыки Методы демонстрации компетентности Критерии для оценки компетентности

Несение безопасной машинной вахты Глубокое знание основных принципов несения машинной вахты, включая: .1 обязанности, связанные с принятием вахты .2 обычные обязанности, выполняемые во время несения вахты .3 ведение машинного журнала и значение снимаемых показаний приборов .4 обязанности, связанные с передачей вахты Процедуры безопасности и порядок действий при авариях; переход с дистанционного/ автоматического на местное управление всеми системами Оценка результатов подготовки, полученной в одной или нескольких из следующих форм: .1 одобренный опыт работы .2 одобренный опыт подготовки на учебном судне .3 одобренная подготовка на тренажере, где это применимо .4 одобренная подготовка с использованием лабораторного оборудования Несение, передача и уход с вахты соответствуют принятым принципам и процедурам Частота и полнота наблюдений за механическим оборудованием и системами соответствуют рекомендациям изготовителя и принятым принципам и процедурам, включая основные принципы несения ходовой машинной вахты Надлежащим образом фиксируются действия, имеющие отношение к судовым механическим системам

Рисунок 40 - Фрагмент таблицы А-Ш/1 с минимальными стандартами компетентности

Колонка 4 содержит критерии для оценки компетентности судового персонала, несоответствие которым означает дисфункцию владельца диплома, ответственного за указанную сферу компетентности. На примере вышеприведенного фрагмента таблицы А-Ш/1 нарушение вахтенным механиком установленной частоты наблюдений за работающим оборудованием является дисфункцией эргатического элемента в части несения безопасной машинной вахты.

При расследовании аварий функционально-уровневый анализ не производится, при причастности к происшествию человеческого фактора в заключительном акте перечисляются нарушенные пункты отечественных норм и правил, таких как ПТЭ СТС и К, Устав службы на морских судах и др.

Так, при расследовании АС на рыболовном судне «Кремень» в 2011 году были установлены следующие причины пожара:

«- попадание смазочного масла с пониженной температурой вспышки из протекающего штуцера на горячую поверхность выхлопного коллектора в районе цилиндра № 1 и газотурбонагнетателя ВДГ;

- разобщенная в районе ГТН труба вентиляции картера ВДГ перед масляным уловителем;

- недостаточный уровень смазочного масла в картере ВДГ;

- протечки масла в системе смазки ВДГ по штуцерам и соединениям;

- протечка воды охлаждения в картер и масляную ванну ВДГ;

- попадание дизельного топлива в смазочное масло от неустановленного источника.» [55].

Техника «Пять почему» позволяет установить первопричину происшествия.

1. Почему масло попало на горячую поверхность? - Потому что протекал штуцер.

2. Почему протекал штуцер? - Потому что вахтенный моторист не обнаружил протечек.

3. Почему моторист не обнаружил протечек? - Потому что вахтенный механик не контролировал действия моториста.

4. Почему отсутствовал контроль со стороны вахтенного механика? - Потому что на судне была плохо организована вахтенная служба.

И так далее по всем причинам. Результаты, достигнутые с помощью указанной методики, подтверждаются актом расследования.

Причинами дальнейшего развития аварийной ситуации послужили:

«- отсутствие надлежащего контроля за уровнем масла в картерах работающих машин и механизмов со стороны вахтенного персонала МКО;

- неудовлетворительная готовность экипажа к действиям по тушению пожара;

- неудовлетворительное состояние станции углекислотного тушения» [55].

Конструкцией судна не предусматривалось размещение пожарных датчиков в районе

аварийного ВДГ, о чем было известно, как береговому, так и судовому персоналу.

Комиссией, расследовавшей АС, лицами, причастными к данному аварийному случаю были признаны девять человек: капитан-директор; старший помощник капитана; старший механик, второй механик; третий механик; вахтенный моторист; вахтенный матрос; заместитель генерального директора по безопасности мореплавания; начальник отдела кадров компании. Члены экипажа, согласно заключению, нарушили различные пункты Устава службы на судах рыбопромыслового флота. Представителями береговых служб были нарушены требования МКУБ и должностной инструкции при комплектации экипажа и расстановке кадров.

Следует отметить, что в состав комиссий по расследованию АС в разные годы в соответствии с действующими нормативно-правовыми актами (НПА) входили высококвалифицированные специалисты из числа представителей капитанов морских портов, Российского Регистра, судовладельцев, морских образовательных учреждений. Начиная с 2014 года расследование аварий и инцидентов на море производится Ространснадзором с привлечением вышеуказанных лиц.

Перечень нарушений подходит для обвинительного заключения, но мало способствует выработке адекватных корректирующих действий, особенно силами компании-судовладельца.

В рамках ФУП причинами аварийного случая послужили:

- семь нарушений функции «Операции на судне и забота о людях» (пять на уровне управления и по одному на эксплуатации и вспомогательном);

- четыре нарушения функции «Техническое обслуживание и ремонт» (два на уровне управления и по одному на эксплуатации и вспомогательном).

В приведенном примере при функционально-уровневом анализе происшествия учитываются 11 факторов, тогда как при существующей системе регистрируется только один факт пожара. Представляется, что подобное различие при оценке факторов будет сопровождаться значительным различием конечных выводов. Следует также учесть тот факт, что направленные судовладельцам рекомендации о принятии мер по недопущению АС в будущем не имеют обязательного для исполнения характера и обладают слабым корректирующим действием. В большинстве технических аварий, не имеющих последствий в виде вреда жизни и здоровью людей, загрязнения окружающей среды, судовладельцу достаточно формального отчета об исполнении рекомендаций для того, чтобы по законодательству меры считались принятыми.

Таким образом, учет причинных факторов аварийности, не обладающих надлежащей валидностью, в сочетании с необязательностью исполнения корректирующих мер, не позволяет настроить эффективную обратную связь, направленную на снижение количества АС.

3.2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕСОВЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ ЧАСТНЫХ КРИТЕРИЕВ

Существующие методы определения «весовых» коэффициентов (или «весов») частных критериев в основном базируются на данных экспертных опросов. При этом, как правило, используются методы математической статистики. Например, в наиболее популярном интерактивном бизнес-прогнозировании [163] в основу заложена оценка проблемы критериев группой экспертов по технологии Estimate-Talk-Estimate (ETE). Данные опросов представляются в виде случайной величины с распределением Стьюдента. В этом предположении осуществляется проверка на непротиворечивость суждений эксперта по отношению ко всей группе экспертов. Если суждение эксперта недостаточно близко к некоторому среднему суждению всей группы, то данный эксперт удаляется из опроса. Следовательно, может возникнуть ситуация, при которой эксперт с достаточно высоким уровнем профессионализма будет удален из группы опроса на том основании, что его суждение недостаточно близко к среднему суждению всей группы экспертов. В ряде остальных методов степень профессионализма экспертов учитывается субъективно или вообще игнорируется.

Применение метода анализа иерархий (МАИ) для решения задачи определения «весов» частных критериев позволяет обоснованно формировать глобальный критерий эффективности [7]. МАИ является инструментом системного подхода к сложным проблемам

принятия решений. Разработанный математиком Т. Саати, широко используется на практике и позволяет учитывать помимо математических еще и психологические аспекты. МАИ не предлагает эксперту поиск верного решения, а предлагает выбрать альтернативу, которая в соответствии с его компетентностью наилучшим образом применима для решения проблемы. Такой подход к решению проблемы позволяет построить в виде иерархии ее структуру, и на основе сравнения количественно оценить альтернативные варианты [315].

Его основной идеей является достижение наилучшего результата при решении различных сложных систем с использованием положений логического анализа. Определение подчиненности низших системных элементов высшим может быть доверено группе экспертов. В качестве элементов могут рассматриваться процессы, понятия, предметы и прочее. Эксперт подходит к исследованию проблемы как к сложной системе, что позволяет разбить ее на отдельные взаимосвязанные подсистемы, состоящие, в свою очередь, из отдельных частей. Выстраиваемая экспертом иерархия учитывает совокупность знаний и опыта каждого из них по исследуемому вопросу. Декомпозиция проблемы, проводимая каждым отдельным экспертом, имеет субъективный характер и определяется личным профессиональным опытом в предметной области. Так, судоводитель и судомеханик, имеющие одинаковый стаж работы на одном и том же судне, смотрят на проблему безопасности мореплавания и моделируют подходы по ее повышению по-разному: с уровня мостика и уровня машинного отделения. Навигационные параметры, которыми оперирует штурманская служба, отличаются от параметров СЭУ и СТС, контролируемых вахтой в МО. Объединенные общими задачами по перевозке грузов и пассажиров, указанные специалисты, выступая в роли экспертов, на основе субъективно проводимых декомпозиций приходят к достаточно близким оценкам. Анализируя близкие и понятные им объекты, параметры и процессы, эксперты создают группы. Свойством иерархической модели является то, что низшие группы, определяемые некими общими свойствами, служат базой для последующего уровня и также могут объединяются в группы в зависимости от распределения новых свойств. Результат анализа отражает ожидания экспертов лишь тогда, когда они верно распределены в иерархии, как альтернативы, так и критерии [267].

В случае морского судоходства под функцией следует понимать совокупность минимальных стандартов компетентности, определенных международной конвенцией ПДНВ-78, соответствие которым позволяет обеспечить безопасную эксплуатацию судна и обслуживание оборудования [192]. Указанные конвенционные функции являются независимыми. Принимается за основу, что экипаж, составленный из специалистов, компетентность и квалификация которых соответствует минимальным стандартам, способен обеспечить полноценное и безаварийное функционирование судна в период эксплуатации.

Производя оценку в рамках семи функций конвенции на базе практического опыта независимых друг от друга экспертов, можно достичь вершины системы с целью выработки мер по повышению безопасности мореплавания.

Оценку высших уровней следует считать главной задачей иерархии. При этом оценивание должно производиться во взаимодействии альтернатив со всех уровней, а не только с равноуровневых. Критерии и альтернативы низших уровней в разной степени влияют на вершину иерархии. Метод позволяет определить степень такого влияния - приоритет величины. Последовательно производя парные сравнения величин, можно определить приоритет каждого уровня. Лучшей считается альтернатива с максимальным значением приоритета.

Анализ в рамках метода начинается с построения структуры, включающей цель, общих и частных критериев, альтернатив и их свойств.

К аспектам, влияющим на решение задачи, могут быть отнесены объективные (как количественные, так и качественные) данные и субъективные экспертные оценки. Данные и оценки могут оцениваться количественно и качественно.

Посредством процедуры парных сравнений определяются приоритеты выбранных элементов, безразмерность которых позволяет сравнивать самые разнородные факторы. Указанное качество является отличительной особенностью метода.

На первом этапе рассматривается простая иерархия с общей вершиной в виде эффективности проекта заданного функционального типа, а также элементами низшего уровня -частными критериями эффективности. Для определения «весовых» коэффициентов аг- необходимо сравнить все частные критерии & попарно по степени их участия в глобальном критерии.

Известно, что способность человека производить качественные разграничения и сравнения хорошо представляется всего пятью определяющими: равный, слабый, сильный, очень сильный и абсолютный. В связи с этим каждому эксперту предлагается сравнить критерии & и & по степени важности в глобальном критерии функциональной эффективности. Результаты сравнений заносятся в матрицу А = (а£у), при этом, если:

- критерии д£, ду одинаково важны, то а^ = 1;

- критерий д£ незначительно важнее критерия ду, то а£у = 3;

- критерий д£ значительно важнее критерия ду, то а£у = 5.

Соответствующие обратные величины 1/а£у присваиваются элементам а£у

1

ап=—. (36)

а1]

Естественно, что ац = 1,1 = 1,2,..., п.

Наибольшее собственное значение матрицы А является мерой согласованности суждений, а соответствующий главный собственный вектор обеспечивает упорядочение приоритетов, или «весов». Решение задачи определения главного собственного вектора, приведенное далее, получено посредством возведения матрицы А в произвольно большие степени и последующего деления сумм каждой из строк на общую сумму элементов матрицы. Предполагается следующий алгоритм.

1. Задание матрицы М и вектора (Ц:М = А

п п п

¡=1 \]=1 ¡=1

2. Возведение в степень: М = М • А.

3. Вычисление суммы всех элементов матрицы М:

п п

С

^=1ал!1а4 (37)

=1 =1

4. Образование вектора строк 8 :

(ХП=гМи)

Ь= с ■ (39)

5. Вычисление погрешности расчета:

ерБ = тт^^ —Qi|■ (40)

6. Если вря > е, где е-заданная точность расчета, то Q = 5 и производится переход к п. 2. Если вря <е, то переход к п. 7.

7. Вычисляется собственное число матрицы парных сравнений А:

^тах = тахБ}. (41)

8. Вектор 5 нормализуется и объявляется вектором приоритетов Р:

^уп^ (42)

Одним из важных пунктов применения метода анализа иерархии является проверка на согласованность суждений экспертов, которая равносильна проверке на согласованность данных в матрице парных сравнений А. Известно, что согласованность положительной обратно симметричной матрицы эквивалентна требованию равенства ее максимального собственного значения Лтах с п, т. е. Лтах = п Отклонение от согласованности выражается индексом согласованности (ИС):

Л — п

ис=_тах-. (43)

п — 1

В общем случае, если ИС < 0,10, суждения эксперта считаются согласованными. Однако заметим, что на согласованность суждений эксперта может влиять отсутствие транзитивности предпочтений. Например, если относительная важность 51 больше, чем 52, и больше, чем 53, то относительная важность 51 может не быть больше, чем 53, что является обычным явлением в человеческих суждениях. Предполагается, что нетранзитивность предпочтений может быть естественным явлением, а не следствием ошибки в суждениях или заблуждением. Сделано заключение, что в ряде случаев нетранзитивность является естественной и ее нельзя избежать. Индекс согласованности ИСу матрицы /-го эксперта в некотором смысле отражает уровень его профессионализма. Можно предположить, что, чем выше профессиональный уровень эксперта, тем меньше индекс согласованности его суждений о критериях ^.

В случае, если ИС > 0,10, выполняется повторный опрос /-го эксперта. Если и теперь ИС > 0,10, то повторный опрос больше не проводится. Все индексы согласованности ИСу нормируются

ИС

ИС'=Ё^ИС;,0' = 1,2.....т), (44)

после чего определяются «веса» ^у экспертов:

1 — ИС

= —^,(/ = 1,2.....т), (45)

1 т — 1

где £у - вес /-го эксперта.

Нетрудно заметить, что

т.

^Ру = 1. (46)

у=1

Таким образом, чем ближе «вес» эксперта (у к 1, тем меньше величина ИСу и, наоборот, меньший индекс ИСу соответствует наивысшему «весу» эксперта. Следовательно, вектор приоритетов частных критериев Р- можно сопоставить с «весом» /-го эксперта. Сформируем матрицу приоритетов Р, состоящую из строк-векторов Ру, (1,2,... т), и вектор «весов» экспертов ( = (Рь ••• (т). При этом для любой 1-й строки матрицы Р выполняется равенство

п

%Р» = 1. (47)

1=1

Тогда вектор весов частных критериев д- получается умножением слева вектора ( на матрицу приоритетов Р

А = вР,А = ( а1, а2, ...,ап)Т, (48)